Аналого-цифровой преобразователь отклонения сопротивления от номинального значения Советский патент 1976 года по МПК H03K13/20 

ррвателем 6 начала счета и схемой сравнения 4.| KpOKie того, АЦП имеет блок управления 14 в блок индикаиии 15. и - стабилизированное напряжение питанвя делителей 1 и 7; А - условное обозначение уставок пределе контроля, которые задаются в блоке 12 логической обработки. Преобразователь работает следующим образом. Операции измерения предшествует подключение измеряемого сопротивления 3 и образцового. сопротивления 2, величина которого выбирается равной номинальному значению измеряемого сопротивления 3, в цепь делителя 1. Напряжение Ц с выхода делителя связано с величиной относительного отклонения я измеряемого сопротивления следующим соотношением i Л(1) г л где Их - нелинейная функция jb . Перюд началом операции измерения в счетчик 8 наносится код из блока 12, который соответствует максимальному возможному отклонению Ptnln в сторону от рицательных значений, счетчик устанавливается в состояние обратного счета сигналом с блока управления 14. Операция преобразования начинается запуском формирователя асспоненты 5 сигналом с блока управления 14, Экспоненциальное напряжение .Up (фиг,2 сравнивается в блоке 6 с напряжением . делителя 7, и в момент сравнения формирователя 6 начала счета подается сигнал разрешения на схему И 9, С этого момен та начинается прохождение счетных импульсов генератора 13 на.счетчик 8. Счетчик сначала работает на вычитание до нулевого состояния, что соответствует отрицательным значениям JO ; в состоянии нуля выход счетчика через дешифратор 11 перекидьгеает схему реверса 10 в состояние прямого счета, и продолжается счет в прямом направлении, что соответствует положительным значениям JJ . Счетчик считает в обратном или прямом направле НИИ до момента, когда напряжение Up экспоненциальной развертки сравнивается с напряжением Их делителя 1, В момент сра нения схе.мой сравнения 4 выдается сигна запрета на схему 9 и прекращается про- хождение счетных импульсов с генератора 13 на счетчик 8, 3 счетчике оказывается записанным число, соответствующее относительному отклонению J5 измеряемого сопротив- ения от номинального значения. Это чисо поступает на индикатор 15 и на блок 12 логической обработки результатов змерения, где происходит его сравнение с кодом верхнего или нижнего допустимого значения отклонения. После сравнения выдается результат сравнения в виде команд больше , в допуске, меньше . Рассмотрим на частном примере каким образом можно улучшить линейность зависимости выходного кода преобразователя от величины . Напряжение развертки Up формирователя 5 определяется формулой Up Е(1-е-|-). где Е - максимальное напряжение экспоненты;t - постоянная времени экспоненты; t - время. Выберем параметры экспоненты Е и t такими, чтобы соблюдалось равенство (З) для трех фиксированных значений .jS и t , например, О, t Т; - мин.,5, t О; .f +0.5, t 2Т. (в конкретном случае J гут иметь другие значения). Решая совместно (1), (2) и (З) для фиксированных (О; + О,5; - О,5) и t , находим параметры экспоненты, кото- . рая удовлетворяет (з) в выбранных трех точках; E O,75U; t ё -- -/3 где Т - масштаб преобразования во вре- мени, равный времени преобразования интервалов А 0,5; Т выбирается в конкретном случае-в зависимости от необходимой скорости преобразования;to - время от начала формирования экспоненты до начала преобразования (фиг,2). Тогда уравнение экспоненциальной развертки, отвечающее поставленным условиям, имеет вид Решаем совместно (1) и (4) и находим функцию f преобразования в виде зависимости t от Ji : ,, 5/ г-Ji €п /д - еп ( ()T Va Для опенки нелинейности функции (б) через точки, лежащие на линии (5) и соответствующие крайннч значениям ар,- мента ( -0,5 и Jb 0,5), проведем Г прямую nHHifto, уравнение ее имеет вид:

1-(гзм,т,,

Найдем ut в виде разнести функций (5) и (б) и поделим At на Т, в резуль1 aтв получим приведенную погрешность S преобразования, обусловленную остаточной нелинейностью зависимости t от в вице функции аргумента J5 :

5/ SL-.lb

gn /9 бп 3(a+:j

(7). € %

I Для сравнения в графе if доказана приведенная нелинейность преобразования, которая получена в результате развертки напряжения (l) линейным пилообразным напряжением.

Из сравнения б и f видно, что АЦП позволяет существенно уменьшить нелинейность преобразования величины относительного отклонения сопротивления от номи.Зависимость и f от Jj

нального значения. При этом удается получить уменьшение погреингости АЦП, вызван ной изменением напряжения U питания делителя, так как изменение JJ , вызванное нестабильностью Ц, вызывает смещение во времени окончание работы счетчика, в то же время изменяется напряжение, снимаемое с делителя 7, и смещает начало работы счетчика таким образом, что время преобразования остается неизменным.,

В результате развертки измеряемого напряжения У, являющегося нелинейной функцией , напряжением Up. являющимся : нелинейной (фиг. 2) функцией t получаем в

пределах интервала возможных значений .,4Ин. i мАКй прзктически линейную зависимость временного интервала от j5: (J5). Так как полученный интервал заполняется импульсами стабильной частоты, которые

подсчитываются счетчиком, получаем линейную зависимость кода в счетчике 8от ji

Зависимость S ii - от j приведена в таблице.j

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь отклонения сопротивления от номинального значения, соде ржащий делитель напряжения, состоящий из последовательно включенных образцового и измеряемого резисторов, подключенный к источнику стабилизированного напряжения, выход которого соединен с одним входом схемы сравнения, выход которой через схему И, другой вход которей подключен к генератору счетных импульсов, соединен с реверсивным счетчиком, один выход последнего подключен к дещифратору нуля, а другой выход - к блоку логической обработки результатов, о тличающийся тем, что, с целью .повыщения линейности передаточной функ-,

Ции, в него введен дополнительный делитель напряжения, подключенный к источнику стабилизированного напряжения, выход которого соединен со входом формирователя начала отсчета, другой вход которого

(Подключен к выходу блока формирования экспоненты, соединенного со вторым входом схемы сравнения, а выход - с третьим входом схемы И, причект вход схемы реверса реверсиврюго счетчика соединен

с выходом деш1 фратог)а iiy.iH.

иг 2.